□郭偉紅（河南省水土保持監(jiān)督監(jiān)測總站）

坡耕地專項(xiàng)建設(shè)方案典型項(xiàng)目區(qū)措施設(shè)計(jì)

□郭偉紅（河南省水土保持監(jiān)督監(jiān)測總站）

坡耕地是水土流失的主要來源地之一，大量坡耕地的存在引發(fā)嚴(yán)重的水土流失，造成江河湖庫淤積，耕地資源損失，土地生產(chǎn)力降低，影響生態(tài)安全、防洪安全和糧食安全，制約經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。河南省于2013年組織有關(guān)人員編制了河南省坡耕地專項(xiàng)建設(shè)方案，文章以新密牛店鎮(zhèn)項(xiàng)目區(qū)為例，詳備闡述典型項(xiàng)目區(qū)坡耕地治理措施設(shè)計(jì)情況。

坡耕地；總體布置；措施設(shè)計(jì)

1 工程區(qū)概況

根據(jù)《國家發(fā)展改革委辦公廳水利部辦公廳關(guān)于開展全國坡耕地水土流失綜合治理工程專項(xiàng)建設(shè)方案（2013-2016）編制工作的通知》，并結(jié)合河南省坡耕地實(shí)際情況，河南省選擇了鄭州市、洛陽市、南陽市、平頂山市、三門峽市、許昌市等6個市的新密、魯山、宜陽、伊川、澠池、南召、禹州和登封共8個縣（市）作為項(xiàng)目縣，并從中選擇了23個項(xiàng)目區(qū)納入專項(xiàng)建設(shè)方案。

牛店鎮(zhèn)項(xiàng)目區(qū)位于新密市西部，距縣城約10 km?？偯娣e12.44 km2，耕地面積771.63 hm2，其中坡耕地面積541.92 hm2，宜修梯田坡耕地面積446.85 hm2；亟待維修加固梯田19.34 hm2。經(jīng)過實(shí)地調(diào)查和通過地形圖量算，項(xiàng)目區(qū)土地及耕地坡度組成如下：土地總面積中＜5°坡面面積358.51 hm2，占總面積的28.82%；5～15°面積864.58 hm2，占總面積的69.51%；15～25°面積20.70 hm2，占總面積的1.66%。耕地總面積771.63 hm2，占土地總面積的62.03%，其中，＜5°面積139.71 hm2，占耕地面積的18.12%；5～10°面積219.37 hm2，占耕地面積的28.42%；10～15°面積412.55 hm2，占耕地面積的53.46%。

項(xiàng)目區(qū)水土流失面積10.86 km2，已初步治理2.57 km2，還有8.29 km2（占項(xiàng)目區(qū)總面積66.70%）水土流失面積亟待治理，水土流失類型主要為水力侵蝕，主要表現(xiàn)形式為面蝕和溝蝕，部分區(qū)域伴隨有崩塌、滑坡等重力侵蝕發(fā)生。區(qū)內(nèi)支毛溝眾多，地形破碎，溝谷大多呈“U”型，平均比降1.90×10-2。根據(jù)測量和計(jì)算，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)溝壑密度2.50 km/km2，溝壑面積占總面積的7.70%。

項(xiàng)目區(qū)土壤主要為褐土，土質(zhì)粘性，土壤養(yǎng)分相對較高，土層深厚，利于坡耕地治理耕作。通過坡耕地水土流失綜合治理后，保水、保土和保肥能力將大大增加，有利于地方農(nóng)村生產(chǎn)力的提高，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。

2 總體布置與措施設(shè)計(jì)

項(xiàng)目區(qū)坡耕地綜合治理工程按照《水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范坡耕地治理技術(shù)》(GB/T16453.1-2008)等要求，做到“梯一溝一池一蓄一路”等合理配置。工程措施及總體布置為：坡改梯措施面積446.85 hm2，全部為土坎梯田，復(fù)修梯田面積19.34 hm2，主要是對項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的亟待維修加固梯田進(jìn)行田坎維修及沖毀田面的填墊、平整等；修建蓄水池76座，沉砂池149座，截排水溝22.47 km。蓄水池、排水溝主要布設(shè)在坡面匯流集中，集水面積大的坡改梯內(nèi)，蓄水池與截排水溝相連，根據(jù)實(shí)際需要及實(shí)地情況新修田間道路17.88 km，栽植護(hù)埂植物44.69萬株，設(shè)大標(biāo)志碑4座，小標(biāo)志碑31座等。

2.1 梯田工程設(shè)計(jì)

2.1.1 水平梯田斷面設(shè)計(jì)

水平梯田設(shè)計(jì)依據(jù)《水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范》(GB/T16453.1—16453.6—1996)。一般布置在流域或溝道中下游，坡度在5°～15°之間，土層厚度＞50 cm，土質(zhì)較好，距村莊較近，靠近水源，交通方便，便于生產(chǎn)耕作的地方。按10 a一遇6 h最大暴雨量設(shè)計(jì)，根據(jù)坡改梯地塊特點(diǎn)和地質(zhì)狀況，因地制宜，修建土坎水平梯田，采取機(jī)械施工，人工培埂，植物護(hù)埂。斷面設(shè)計(jì)要素，見圖1。

各要素間關(guān)系：田坎高度H＝BxSinθ；原坡面斜寬Bx＝H/sinθ；田坎占地寬b＝Hctgα；田面毛寬Bm＝Hctgθ；田面凈寬B＝Bm－b＝H（ctgθ－ctgα）。

2.1.2 田面設(shè)計(jì)

田面設(shè)計(jì)以坡度參考，一般是地面坡度越陡，田面寬度越小，相應(yīng)的田坎越緩；坡度越緩則相反。按照典型設(shè)計(jì)，確定項(xiàng)目區(qū)田面寬度一般在10～15 m之間，在橫向上須有0.20%～0.30%的比降，利于積水排出。

2.1.3 田坎設(shè)計(jì)

圖1 水平梯田斷面設(shè)計(jì)圖

項(xiàng)目區(qū)坡改梯全部為土坎梯田，坡度在5～20°；田坎的側(cè)坡從保持田坎穩(wěn)定性考慮，總的原則是田坎越高，側(cè)坡越緩，設(shè)計(jì)中確定田坎側(cè)坡時，考慮的因素還有地質(zhì)土地條件、土層厚度等，田坎側(cè)坡的設(shè)計(jì)根據(jù)項(xiàng)目區(qū)實(shí)際情況主要設(shè)計(jì)有65°和70°兩種。田坎地埂高設(shè)計(jì)應(yīng)以能攔蓄設(shè)計(jì)頻率暴雨為標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)埂高為0.30 m，頂寬0.30 m，內(nèi)外坡1:1，埂坎內(nèi)外側(cè)坡均為45°。

2.2 維修加固梯田設(shè)計(jì)

項(xiàng)目工程區(qū)內(nèi)有部分老梯田，梯田部分田坎由于自然因素遭到破壞，出現(xiàn)田坎塌落，田面沖毀等情況。對該部分梯田存在問題進(jìn)行修復(fù)，主要包括田坎維修加固及田面局部平整和客土回填，最終達(dá)到新修梯田設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。為避免機(jī)械對梯田的破壞，增加工程量，加大投資，該部分梯田采用人工施工方式。

2.2.1 田面維修設(shè)計(jì)

以原田面為參考，對沖毀田面進(jìn)行外運(yùn)客土回填修復(fù)，回填部位下層夯實(shí)，上面留最少40 cm虛土，維修部位回填后應(yīng)高出原地面10～20 cm。

2.2.2 田坎加固設(shè)計(jì)

項(xiàng)目區(qū)毀壞梯田全部為石坎梯田，對田坎加固要與原田坎相銜接、嵌實(shí)咬緊，要做到大石砌下，低石放穩(wěn)，石縫錯開，小石填縫，分層砌筑，防止鼓凹，側(cè)坡齊勻。

2.3 配套措施設(shè)計(jì)

2.3.1 蓄水池設(shè)計(jì)

根據(jù)《水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范小型蓄排引水工程》（GB/T16453.4—2008）對蓄水池進(jìn)行設(shè)計(jì)。蓄水池設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按10 a一遇24 h最大暴雨。蓄水池容量設(shè)計(jì)根據(jù)坡面來水量，結(jié)合區(qū)域灌溉面積而定，通過水文計(jì)算，項(xiàng)目區(qū)蓄水單池凈容量分別設(shè)計(jì)為55 m3。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)土壤地質(zhì)條件，按以往施工經(jīng)驗(yàn)，蓄水池采用矩形池，池口用預(yù)制混凝土蓋板封閉，設(shè)計(jì)凈池長7 m，凈寬3.50 m，凈深2.30 m，凈蓄水量55 m3，壁厚0.25 m，鋪底0.30 m，采用漿砌石基礎(chǔ)，混凝土底板、側(cè)板，混凝土空心頂板。建于緩坡上的蓄水池，一般是在臨坡一側(cè)埋設(shè)管道取水。管道進(jìn)口離池底的距離，視來沙量大小而定，大則要高些，但至少高于池底20 cm，這樣可以充分利用池內(nèi)蓄水，出水口設(shè)閘閥控制。為了防止池中水漫頂，沖毀水池，須設(shè)溢水口，設(shè)計(jì)方法:蓄水池進(jìn)水處的沉沙池設(shè)三個口，一個進(jìn)水口，一個入蓄水池的蓄水口和一個入排水溝的排水口，三水口高程關(guān)系是排水口高程高于蓄水口高程，蓄水口高程低或平于進(jìn)水口高程。蓄水池封閉蓋板采用混凝土空心頂板，封閉時，在蓄水池一角留一大小為0.50 m×0.50 m的清淤口，方便人員進(jìn)出蓄水池清淤或定期檢查維護(hù)。

2.3.2 沉砂池設(shè)計(jì)

項(xiàng)目區(qū)沉砂池設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按10 a一遇24 h最大暴雨量設(shè)計(jì)。沉砂池根據(jù)地形，斷面采用矩形斷面，單池容量統(tǒng)一設(shè)計(jì)為4.50 m3。長3 m，寬1.50 m，深1.00 m，池體用M7.50水泥砂漿砌磚，厚為15 cm，池壁用M10水泥砂漿抹面，再刷3次水泥漿防滲。

2.3.3 排水工程設(shè)計(jì)

排水溝布設(shè)在梯田區(qū)兩端，與坡面等高線正交，大致與梯田兩端的道路同向。建設(shè)位置選擇在地質(zhì)穩(wěn)定，地基穩(wěn)固地段，避免滑坡、坍塌等不良地質(zhì)地段。排水溝防御暴雨標(biāo)準(zhǔn)，按10 a一遇24 h最大降雨量設(shè)計(jì)。排水溝斷面設(shè)計(jì)通過試算法求得。經(jīng)實(shí)地調(diào)查，所規(guī)劃排水溝匯水面積均＜0.10 km2，按照0.10 km2匯水面積計(jì)算，設(shè)計(jì)洪水流量為0.58 m3/s。

排水溝設(shè)計(jì)為土質(zhì)排水溝和混凝土“U”型排水溝兩種。土質(zhì)排水溝主要布設(shè)在地勢較緩、土質(zhì)較好不易沖刷地段。斷面為梯形，安全超高取0.10 m，糙率取0.04，比降0.02。經(jīng)計(jì)算，深0.50 m，底寬0.40 m，邊坡1:1的梯形斷面排水溝可滿足排水要求；混凝土“U”型排水溝主要布設(shè)在地勢較陡、土質(zhì)較疏松易沖刷地段。設(shè)計(jì)安全超高取0.10 m，糙率取1.80×10-2，比降0.04。采用水深0.40 m，底寬0.40 m，圓弧半徑0.15 m。預(yù)制混凝土“U”型槽壁厚8 cm。

2.3.4 田間道路工程設(shè)計(jì)

田間道路根據(jù)不同的地形、地勢，采取沿溝走邊、沿脊走嶺的方式布設(shè)，通常結(jié)合排水溝一起修建。項(xiàng)目區(qū)田間道路一般設(shè)計(jì)為3 m寬的土路，便于小型機(jī)械通過及人、畜行走。路面坡度根據(jù)地形而異，最大坡度不能超過12°。同時，為方便村民進(jìn)地耕作方便，根據(jù)現(xiàn)場地形，在合適地塊及主要路口設(shè)進(jìn)地管涵，長4 m，管涵直徑40 cm，在管涵進(jìn)出口設(shè)計(jì)漿砌石“一”字翼墻進(jìn)行擋護(hù)，“一”字翼墻基礎(chǔ)深0.50 m，長1.20 m，高0.90 m，寬0.50 m。施工時結(jié)合實(shí)際地形，采用半挖半填的施工方式，盡量減少土方工程量。道路應(yīng)先于坡改梯或同步實(shí)施。

2.3.5 梯田埂坎植物防護(hù)設(shè)計(jì)

為有效防護(hù)梯田埂坎，應(yīng)進(jìn)行植物防護(hù)。防護(hù)植物選擇適應(yīng)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)價值高、見效快、生命周期長、對農(nóng)作物生長影響小的黃花菜。此次規(guī)劃栽植黃花菜44.69萬株。護(hù)埂植物栽植方式：田埂上部栽植一排黃花菜，株距均為1 m，上下呈“品”字型布置。

2.4 標(biāo)志碑設(shè)計(jì)

在項(xiàng)目區(qū)主要交通路口和顯眼位置設(shè)計(jì)布設(shè)標(biāo)志碑，以起到宣傳作用。本次規(guī)劃在項(xiàng)目區(qū)建設(shè)標(biāo)志碑4座，碑面高2 m，寬3 m，厚度0.25 m；底座高0.50 m，長3.70 m，厚0.50 m；基礎(chǔ)高0.50 m，長4 m，厚0.70 m。標(biāo)志碑墻體為磚砌結(jié)構(gòu)，外貼黑色瓷片，碑正面粘貼有項(xiàng)目名稱、建設(shè)單位，建設(shè)時間等字樣的瓷片，標(biāo)志碑背面粘貼有工程概況等字樣的瓷片。同時，在各地塊內(nèi)布設(shè)小標(biāo)志碑31個，碑面高0.80 m，寬1.20 m，厚度0.20 m；基礎(chǔ)高0.60 m，埋深0.20 m，露出地面0.40 m，長1.50 m，厚0.40 m。標(biāo)志碑墻體為磚砌結(jié)構(gòu)，外貼黑色瓷片，碑正面粘貼有水土保持生態(tài)建設(shè)過程、水土保持圖標(biāo)，圖斑號等字樣的瓷片，標(biāo)志碑背面粘貼有水保宣傳標(biāo)語等字樣的瓷片。

3 結(jié)語

河南省坡耕地專項(xiàng)建設(shè)方案規(guī)劃項(xiàng)目區(qū)通過4a的建設(shè)，水土保持措施全部實(shí)施生效后，治理區(qū)可年攔蓄利用水量能力為556.39萬m3。每年保土能力32.31萬t，保土效率76.39%，坡耕地治理度達(dá)到77.25%。項(xiàng)目區(qū)水土流失將基本得到控制，生態(tài)環(huán)境明顯改觀，人民生活水平顯著改善，預(yù)期經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會效益顯著。

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B

1673-8853（2016）11-0063-03

2016-09-15

（責(zé)任編輯：左英勇）

郭偉紅（1979-），女，工程師，主要從事水土保持科研及管理、水土保持方案技術(shù)評審、資質(zhì)管理等工作。